基于渐近式辐射传输模型的雪面反射率的计算验证

以新疆玛纳斯河流域为研究区,利用渐进式辐射传送模型（ARTM）计算350～2 500 nm光谱波段的雪面反射率。为了验证模型的实用性和有效性,在分析雪面反射率光谱特征的基础上,利用ARTM计算的不同下垫面雪面反射率的计算值与实测值对比分析,分别在下垫面为农田、裸土、草地的环境中对ARTM进行精度验证。结果表明：（1）雪面反射率随着波长的增加总体呈下降趋势。在可见光谱波段,雪面反射率最高点接近于1;在近红外区,雪面反射率下降比较快;在1 400 nm以后,反射率整体较低,在1 800～2 500 nm,由于水汽和噪声干扰过于强烈,雪面反射率出现了比较密集的干扰波。（2）可见光波段,下垫面为农田和裸土环境中,受雪面结晶和雪面粗糙影响导致ARTM模型计算的雪面反射率与实况有不同程度偏差,但都满足偏差绝对值≤025精度要求;下垫面为草地环境中,模型在无坡度的情况下误差最小,随坡度出现会发生较小的误差,但最大偏差不超过011。ARTM模型计算雪面反射率可靠且有效。     

基于MCARaTS模式的三维云辐射通量模拟分析

云通过辐射反馈机制影响着云系的演变过程,对天气和气候系统起重要的调节作用。目前在研究辐射传输问题时普遍采用基于一维平面平行辐射传输的独立柱近似方法,忽略水平云大气柱之间的辐射传输过程,无法考虑三维云辐射效应,由此造成偏差可能影响天气和气候预报的准确性。为此,该文基于Linux系统,采用MCARaTS模式,基于大涡模拟的大气和地表光学性质参数,通过模拟光子随机路径,得到0.67 μm、2.13 μm、11 μm 3个波段下三维蒙特卡罗辐射传输和独立柱近似的向上反射和向下透射的三维辐射通量以及大气加热率空间分布场,通过Matlab进行数据预处理和图表绘制。三维辐射传输模式考虑了在水平方向上的光子传输,得出的辐射场具有真实的三维辐射现象,比独立柱近似模拟结果具有更高的准确性。